Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Поляризація і дисперсія світла 3 страница





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Відповідь: 536 нм.

57 Визначити число штрихів на 1 мм дифракційної ґратки, якщо максимум четвертого порядку для монохроматичного світла з довжиною хвилі = 0,5 мкм спостерігається під кутом = 300.

Відповідь: 250 мм-1.

58 На дифракційну ґратку нормально падає монохроматичне світло з довжиною хвилі = 0,5 мкм. На екран, що знаходиться від ґратки на відстані L = 1 м, за допомогою лінзи, розміщеної поблизу ґратки, проектується дифракційна картина, причому перший головний максимум спостерігається на відстані l = 15 см від центрального. Визначити число штрихів на 1 см дифракційної ґратки.

Відповідь: 3·103 см-1.

59 На дифракційну ґратку нормально падає монохроматичне світло. Визначити кут дифракції для лінії =0,55 мкм в четвертому порядку, якщо цей кут для лінії =0,6 мкм в третьому порядку складає 300.

Відповідь: 37042'.

60 На дифракційну ґратку нормально падає монохроматичне світло. У спектрі, одержаному за допомогою цієї ґратки, деяка спектральна лінія спостерігається в першому порядку під кутом = 110. Визначити найвищий порядок спектра, в якому може спостерігатися ця лінія.

Відповідь: 5.

61 Пучок світла, що розповсюджується в повітрі, падає на поверхню рідини під кутом і = 540. Визначити кут заломлення пучка, якщо відбитий пучок повністю поляризований.

Відповідь: =360.

62 На якій кутовій висоті над горизонтом повинно знаходитися Сонце, щоб його світло, відбите від поверхні води, було повністю поляризоване?

Відповідь: 370.

63 У частково-поляризованому світлі амплітуда світлового вектора, що відповідає максимальній інтенсивності світла, в п = 2 рази більша за амплітуду, що відповідає мінімальній інтенсивності. Визначити ступінь поляризації Р світла.

Відповідь: 0,33.

64 Ступінь поляризації частково-поляризованого світла дорівнює Р =0,5. У скільки разів відрізняється максимальна інтенсивність світла, що проходить через аналізатор, від мінімальної?

Відповідь: у 3 рази.

65 Пучок природного світла, що розповсюджується у воді, відбивається від межі алмаза, зануреного у воду. При якому куті падіння іБ світло, що відбивається, повністю поляризоване?

Відповідь: іБ=62012`.

66 На ніколь падає пучок частково поляризованого світла. При деякому положенні ніколя інтенсивність світла, що пройшло через нього, стала мінімальною. Коли площину пропускання ніколя повернули на кут = 450, інтенсивність світла зросла в k= 1,6 разу. Визначити ступінь поляризації Р світла.

Відповідь: 0,35.

67 Кут Брюстера при падінні світла з повітря на кристал кам'яної солі дорівнює iБ =570. Визначити швидкість світла в цьому кристалі.

Відповідь: 1,94·108 м/с.

68 Пластинку кварцу товщиною d = 2 мм помістили між паралельними ніколями, внаслідок чого площина поляризації монохроматичного світла повернулася на кут = 530. Яку найменшу товщину dmin повинна мати пластинку, щоб поле зору поляриметра стало абсолютно темним?

Відповідь: dmin=3,4 мм.

69 Граничний кут повного відбивання пучка світла на межі рідини з повітрям дорівнює i = 430. Визначити кут Брюстера iБ для падіння променя з повітря на поверхню цієї рідини.

Відповідь: iБ=55045`.

70 Паралельний пучок світла переходить з гліцерину в скло так, що пучок, відбитий від межі розділу цих середовищ, виявляється максимально поляризованим. Визначити кут між падаючим і заломленим пучками.

Відповідь: 1,160.

71 Кварцову пластинку помістили між схрещеними ніколями. При якій найменшій товщині dmin кварцової пластини поле зору ніколя буде максимально освітлене? Стала обертання кварцу дорівнює = 27 град/мм.

Відповідь: dmin=3,33 мм.

72 При проходженні світла через трубку довжиною l1 = =20 см, що містить розчин цукру концентрацією С1 = 10%, площина поляризації світла повернулася на кут 1= 13,30. В іншому розчині цукру, що налитий у трубку довжиною l2 = =15 см, площина поляризації повернулася на кут 2 = 5,20. Визначити концентрацію С2 другого розчину.

Відповідь: С2=5,21%.

73 Пучок світла послідовно проходить через два ніколі, площини пропускання яких утворюють між собою кут = 400. Вважаючи, що коефіцієнт поглинання кожного ніколя дорівнює k =0,15, знайти, у скільки разів пучок світла, що виходить з другого ніколя, ослаблений порівняно з пучком, що падає на перший ніколь.

Відповідь: 4.

74 Кут падіння променя на поверхню скла дорівнює i= =600. При цьому відбитий пучок світла виявився максимально поляризованим. Визначити кут i2 заломлення променя.

Відповідь: 300.

75 Кут між площинами пропускання поляроїдів дорівнює =500. Природне світло, проходячи через таку систему, ослаблюється в п = 8 разів. Нехтуючи втратою світла при відбиванні, визначити коефіцієнт поглинання k світла в поляроїдах.

Відповідь: 0,22.

76 Аналізатор у k= 2 рази зменшує інтенсивність світла, що надходить до нього від поляризатора. Визначити кут між площинами пропускання поляризатора і аналізатора. Втратами інтенсивності світла в аналізаторі знехтувати.

Відповідь: .

77 Пучок світла, що розповсюджується у скляній посудині з гліцерином, відбивається від дна посудини. При якому куті i падіння відбитий пучок світла максимально поляризований?

Відповідь: 45036`.

78 Кут між площинами пропускання поляризатора і аналізатора дорівнює = 450. У скільки разів зменшиться інтенсивність світла, що виходить з аналізатора, якщо кут збільшити до 600?

Відповідь: 2.

79 Пучок світла переходить з рідини у скло. Кут падіння пучка дорівнює i1 =600, кут заломлення i2= 500. При якому куті падіння пучок світла, що відбитий від межі розділу цих середовищ, буде максимально поляризований?

Відповідь: .

80 Пучок світла падає на плоскопаралельну скляну пластину, нижня поверхня якої знаходиться у воді. При якому куті падіння i світло, відбите від межі скло-вода, буде максимально поляризоване?

Відповідь: 84036`.

 

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ:розв’язати задачі.

 

1 В деяку точку простору приходять дві когерентні світлові хвилі з різницею ходу 1,2 мкм. Якою може бути довжина хвилі, щоб в даній крапці спостерігався інтерференційний максимум?

2 .Від дифракційної решітки до екрану 1 м. При освітленні решітки монохроматичним світлом з довжиною хвилі .500 нм відстань між центральним і першим максимумами на екрані дорівнює 1 см. Скільки штрихів на міліметр в цих решітках?

3 Промінь світла падає з повітря на поверхню спокійної води. Кут падіння променя дорівнює 60°. Чому дорівнює кут між відображеним і заломленим промінням?

 

ВИКЛАДАЧ – Марінець І.С.

 

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ № 16 (2 год.)

ТЕМА:Розв’язування задач на застосування законів фотоефекту

 

МЕТА:

- навчальна: систематизувати знання студентів про явище фотоефекту; навчити використовувати формули й теоретичний матеріал в процесі розв’язування задач;

- розвиваюча: розвивати обчислювальні навички, логічне мислення та кмітливість; показати, що практика – це основа наукового процесу пізнання;

- виховна: виховувати інформаційну культуру студентів, увагу, акуратність у виконанні роботи.

ОБЛАДНАННЯ:дошка, довідникові матеріали, калькулятори.

ПЛАН

1 Розв’язування задач на застосування законів фотоефекту

Основні закони і формули.

Вказівки до розв’язання задач.

Основою для розв’язання задач з даної теми є закон збереження енергії і закон збереження імпульсу.

В залежності від умови задачі слід вибирати ту чи іншу форму запису для енергії фотона , для імпульсу фотона . При розв’язанні задач на фотоефект при визначенні кінетичної енергії та швидкості фотоелектронів потрібно враховувати той факт, що швидкість та енергія фотоелектронів залежить від енергії фотона, що викликає фотоефект: якщо енергія E фотона набагато менша енергії спокою електрона, то можна застосувати формулу

.

Якщо ж E одного порядку з величиною , то обчислення за формулою призводить до помилки, для запобігання якої необхідно кінетичну енергію фотоелектрона обчислювати за формулою

ЗМІСТ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ

1 Розв’язування задач на застосування законів фотоефекту

Задача 1 Визначити червону границю фотоефекту для літію.

Дано: Розв’язання

А = 2,4 еВ, З формули А= hv0 знайдемо червону границю

h = 6,62∙10-34Джс фотоефекту, тобто найменшу частоту,

при якій можно спостерігати фотоефект для літію:

λmax-? ;

;

.

Тоді , звідки λ = .

Підставивши числові значення, дістанемо:

λmax = = 5,17∙10-7 м.

Відповідь: Червона границя фотоефекту для літію λmax = 5,17∙10-7 м.

 

Задача 2

Визначити світловий тиск сонячного випромінювання на 1 м2 земної поверхні

перпендикулярно до напряму випромінювання. Сонячна стала 1,39∙10-34 Вт/м2 ; коефіцієнт відбиття 0.

 

Дано: Розв'язання

с = 3∙108 м/с Тиск сонячного випромінювання обчислюється за формулою

Е = 1,39∙10-34 Вт/м2 Р = Е/с (1 + ρ)

Але ρ = 0, тоді Р = Е/с

Р-? Підставимо числові значення, дістанемо:

= 46,3∙10-7 Н/м2.

Відповідь: 46,3∙10-7 Н/м2.

 

Задача 3

Око людини сприймає світло з довжиною хвилі 5∙10-7 м , якщо енергія світла, що падає на око не менша від 2,1∙10-17 Дж. Скільки світлових квантів падає в цьому випадку на сітківку?

 

Дано: Розв'язання

λ=5∙10-7 м Кількість світлових квантів, що падають на сітківку за

Е = 2,1∙10-17 Дж секунду знайдемо з відношення:

h = 6,62∙10-34Джс ; де с = λ∙ν

N-?

Підставивши числові значення, дістанемо:

Відповідь: 53 кванта.

Задача 4

Знайти імпульс, довжину хвилі й масу фотона з енергією 1МеВ.

 

Дано: Розв'язання

Е = 1 МеВ = 106∙1,6∙10-19 Дж Енергія E = hν = , тоді λ = ;

= 1,6∙10-13 m = ; ;

λ-? λ= = 12,42∙10-13 (м);

m-? m = = 1,8∙10-30 (кг);

p-? р = = 0,53∙10-21 .

Відповідь: 12,42∙10-13 м; 1,8∙10-30 кг; 0,53∙10-21 .

 

Задача 5

Знайти швидкість електрона, якщо його кінетична енергія дорів­нює енергії фотона, яка відповідає довжині хвилі 600 нм.

Дано: Розв'язання

Екф Електрон з кінетичною енергією, яка дорів­нює енергії

λ = 600 нм = 6∙10-7 м фотона з довжиною хвилі λ.

-? має хвильову характеристику ,

де h = 6,626∙10-34 Дж – стала Планка, звідси

= 1,2∙103 (м/с).

Відповідь: 1,2∙103 м/с.

 

Задача 6

Яку кінетичну енергію і швидкість матимуть фотоелектрони, що вилітають із поверхні оксиду барію, якщо її опромінювати зеле­ним світлом з довжиною хвилі

550 нм? Робота виходу електронів з поверхні оксиду барію дорівнює 1,2 еВ.

 

Дано: Розв'язання

Aвих = 1,2 еВ =1,92∙10-19 Дж Рівняння Ейнштейна для фотоефекту: ,

λ = 550 нм = 5,5∙10-7 м де – енергія падаючого проміння, причому ,

Ек - ? оскільки ;

-? – кінетична енергія фотоелектронів;

Aвих – робота виходу електронів,

Тоді , звідси Ек = .

Ек = = 1,68∙10­-19 Дж.

Швидкість фотоелектронів можна визначити як

Ек= , тоді ; 0,61∙106 (м/с).

Відповідь: 1,68∙10­-19 Дж; 0,61∙106 м/с.

Задача 7

Визначити довжину хвилі рентгенівських променів 20пм після комптонівського розсіювання під кутом 90°.

 


Дано: Розв'язання

λ1 = 20пм Довжина хвилі при ефекті Комптнона визначається співвідношенням:

α = 90° Δλ = 2λ2sin2 .

Звідси λ­N­ = λ1 = 2λ2sin2 .

λ2 - ? λ­ = λ1 + 2λ2sin2 = 20 + 2∙2,426∙sin 45° = 22,43 (пм)

Відповідь: 22,43 пм.

 

Задача 8

Треноване око, якщо довго знаходиться в темряві, сприймає світло з довжиною хвилі 0,5мкм при потужності ви промінювала 2,1∙10-17Вт. Скільки фотонів попадає в такому випадку на сітківку за 1с?

 

Дано: Розв'язання

λ=0,5мкм = 0,5∙10-6 м E1 = h ; E = nh = Pt

Р = 2,1∙10-17 Вт n = = .

t = 1c n = 50 (фотонів).

n-?

Відповідь: 50 фотонів.

 

Задача 9

На платинову пластинку падають ультрафіолетові промені. Для припинення фотоефекту потрібно прикласти затримуючи різницю потенціалів 3,7В. Якщо платинову пластинку замінити пластинкою з іншого металу,то затримуючу різницю потенціалів потрібно збільшити до 6В. Визначити роботу виходу електрона з поверхні цієї пластинки.

 

Дано: Розв'язання

A1 = 6,3eB Для платинової пластинки, відповідно формулі Ейнштейна:

U1 = 3,7B h = A1 +

U2 = 6B Щоб затримати всі вилітаючі електрони, необхідно прикласти

e = 1,6∙10-19 Кл затримуючу різницю потенціалів U1 ,тому eU1 =

Отже h = A1 + eU1 .(1)

A2 - ? Аналогічно для пластини з другого металу: h = A2 + eU2 .(2)

Із співвідношень (1) і (2) маємо:

A2 = A1 – e(U2 – U1)

A2 = 6,3∙1,6∙10-19 – 1,6∙10-19(6 – 3,7) = 6,4∙10-19 (Дж).

Відповідь: 6,4∙10-19 Дж.

 

Задача 10

З якою найбільшою швидкістю будуть рухатися фотоелектрони при їх звільненні із цезію, якщо він освітлює монохроматичним світлом з довжиною хвилі 0,5мкм?

 

 

Дано: Розв'язання

λ = 0,5мкм = 0,5∙10-6м Спочатку слід установити, відбудеться фотоефект чи ні.

А = 1еВ = 1,6∙10-19 Дж Обчислимо енергію кванта і спів ставимо з роботою виходу:

m = 9,1∙10-31кг Е = ;

h = 6,63∙10-34 Дж∙с Е = = 4∙10-19 (Дж)

с = 3∙108 м/с Е > A – ефект відбудеться. Згідно з рівнянням Ейнштейна :

m – ? h = A +

звідки m = .

m = 7,3∙105(м/с).

Відповідь: 7,3∙105м/с.

 

Задача 11

З якою найбільшою швидкістю будуть рухатися фотоелектрони при їх звільненні із цезію, якщо він освітлює монохроматичним світлом з довжиною хвилі 0,5мкм? (Роботу виходу із цезію вважати рівною Aвих = 1еВ).

Дано: Розв'язання

λ=0,5мкм = 0,5∙10-6 м Спочатку слід установити, відбудеться фотоефект чи ні.

Aвих = 1еВ = 1,6∙10-19 Дж Обчислимо енергію кванта і спів ставимо з роботою

m = 9,1∙10-31кг виходу: ε = ;

h = 6,63∙10-34 Дж∙с ε = Дж = 4∙10-19 (Дж);

с = 3∙108 м/с Е > A – ефект відбудеться.

max – ? Згідно з рівнянням Ейнштейна :

h = A + ,

звідки

max = ,

= (4∙10-19 – 1,6∙10-19) Дж 2,4∙10-19 (Дж),

max = 7,3∙105 .

Відповідь: max =7,3∙105 .

 

Задача 12

Який імпульс фотона, енергія якого дорівнює 6∙10-19 Дж?

 

Дано: Розв'язання

с = 3∙108 м/с Імпульс фотона: р = mc (1)

ε = 6∙10-19 Дж Масу фотона визначаємо за формулою:

р – ? (2)

(випливає з рівнянь: ε = h і E = mc2).

Підставимо значення маси (2) в (1):

; .

p = = 2∙10-27 .

Відповідь: p = 2∙10-27 .

 

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО І ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЗНАНЬ:

Розв’язування задач:

 

1с Хвильові властивості світла виявляються при...

А. ... фотоефекті.

Б. ... поглинанні світла атомом.

B. ... проходженні світла через дифракційні грати.

Г. ... випромінюванні світла.

 

2с Корпускулярні властивості світла виявляються при...

А. ... інтерференції двох світлових пучків.

Б. ... дифракція світла.

B. ... розкладанні білого світла в спектр за допомогою призми.

Г.... фотоефекті.

 

3с На поверхню тіла діє світлове випромінювання з частотою V. Яку енергію може поглинути тіло?

А.. Б. В. Г. будь-яку енергію між і

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.